Двигуни DOHC. Конструктивні особливості

168

Двигуни DOHC – це два розподільчих вала в голівці циліндрів і чотири клапани на кожен циліндр. Розповімо як створювалися двигуни DOHC, їх конструктивні особливості.

Конструктивні особливості двигунів DOHC

У двигунах DOHC розподільний вал безпосередньо поміщений над кожним рядом клапанів (впускних та випускних) і немає “посередників” — коромисел, штанг, рокерів. А щоб кожен клапан зробити ще легше, на циліндр встановлено не два, а чотири легких клапана. І навіть при збільшенні оборотів в півтора рази на пружини стануть доводиться істотно менші навантаження.


Через два впускних клапанів малого діаметру в циліндр надійде приблизно в півтора рази більше горючої суміші, ніж через один великий. Крім того, суміш при такій конструкції буде краще згоряти, зросте ККД і економічність двигуна.

Для приводу двох розподільних валів в головці циліндрів можна використовувати зубчастий ремінь, ланцюг або набір шестерень.
Ремінь дешевий, не вимагає мастила, практично безшумний, але обрив ременя ГРМ означає катастрофу для двигуна: клапан наштовхується на поршень, обидва руйнуються, одночасно пошкоджуючи гільзу циліндра і блок. Ланцюг надійніше, хоча і гучніше. Недолік — поступове витягування. Пристрою для автоматичного натягу вирішують проблему, але для ланцюга, яка повинна працювати в масляному “тумані”, необхідний ще і герметичний картер. Набір шестерень складний, дорогий і дуже гучний, але абсолютно надійний. Поки конструкторський рейтинг виглядає так: вище всіх — ремінь, потім — ланцюг і, нарешті, шестерні.

Не забудемо, що чим вище ступінь стиснення, тим вище ККД мотора. І не дивно, що сучасні двигуни працюють з високими ступенями стиску. У таких випадках найвигідніша форма камери згоряння — напівсферична — перетворюється в кульовий сегмент.

Доводиться шукати компроміс. З одного боку, треба зробити камеру згоряння кулястої, а з іншого — “шатро” має бути похилим, з округленими кутами. Цього можна досягти тільки зменшуючи кут між впускними і випускними клапанами. Словом, дано наказ: вище ступінь стиснення — менше кут між клапанами.

Чотири клапани на циліндр єдине місце для свічки у камері згоряння — в центрі. Довгі газові канали збільшують висоту головки циліндрів, що свічка виявляється на дні глибокого колодязя. Вивернути і замінити свічки запалювання допоможе спеціальний ключ. А якщо “криниця” заповнити чим-небудь корисним, скажімо, розмістити відразу над свічкою котушку запалювання? І заткнути зверху колодязь герметичною пробкою, через яку пропустити кабель? Тоді в сиру погоду дріт від котушки запалювання до свічки завжди буде сухим.

Схема привода клапанів DOHC страждає недоліком. Для регулювання клапанних зазорів доводиться виймати вали, порушувати установку фаз газорозподілу і підбирати товщину регулювальних шайб між кулачком і штовхачем. Потім знову збірка, повторне вимірювання зазору і, якщо не вгадали з прокладками – все спочатку. Конструктори придумали регулювальні пристрої, але ті лише утяжеляли деталі клапанного привода і гідності DOHC перетворювалися в мінуси.

А якщо у зазор між “потилицею” клапана і штовхачем подавати під тиском масло із системи змащення? І щоб зазор вибирався в залежності, холодний двигун гарячий, зношене гніздо клапана чи ні. Тоді з’явився гідравлічний компенсатор зазору, який нині застосовується на моторах з DOHC.